新能源汽車(chē)替代傳統(tǒng)燃油車(chē)勢(shì)在必行,。汽車(chē)工業(yè)具有產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng),、涉及面廣、國(guó)際化程度高的特點(diǎn),,是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè),。目前我國(guó)年產(chǎn)汽車(chē)超過(guò)2000萬(wàn)輛,是全球第一大汽車(chē)生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó),。由于地球石油儲(chǔ)量有限,,傳統(tǒng)燃油車(chē)注定不可能永續(xù)發(fā)展,用新能源汽車(chē)替代傳統(tǒng)燃油車(chē)已成為全球共識(shí),。
一,、為什么需要發(fā)展新能源汽車(chē)
1. 石油儲(chǔ)量有限,是不可再生能源
石油是由遠(yuǎn)古時(shí)期生物尸體沉積形成的,數(shù)量是有限的屬于不可再生能源,,截至2018 年底,,全球石油探明儲(chǔ)量總量達(dá) 1.73 萬(wàn)億桶,自 2013 年以來(lái),,全球原油的每年平均消耗量為 235 億桶,,即平均原油日產(chǎn)量為 6500 萬(wàn)桶。從 2015 年起,,原油消耗比當(dāng)年原油新增探明儲(chǔ)量的高出 70%以上,,在 2019 年更是達(dá)到 80%。到了 2016 年,,原油新增探明儲(chǔ)量已跌至 1947 年以來(lái)新低,,僅為 42 億桶。而根據(jù) Rystad Energy 的最新數(shù)據(jù),,2019 年常規(guī)石油探明量?jī)H略高于 2016 年的水平,,為 47 億桶。從 2013 年到 2019年,,每年平均原油新增探明儲(chǔ)量為僅 60 億桶,,少了足足九倍。
假定未來(lái)每年新增探明儲(chǔ)量 60 億桶,,而每年消耗量不增長(zhǎng)為 235 億桶,,那么地球現(xiàn)有石油資源將在 100 年內(nèi)耗盡。在在石油枯竭之前,,需要尋找可替代的方式降低石油資源的消耗,,國(guó)內(nèi)中石油一噸原油可提煉汽油 0.283 噸,柴油 0.335 噸,,煤油 0.077噸,,合計(jì) 0.695 噸成品油,相當(dāng)于原油六成以上都用于生產(chǎn)成品油燃料,,如果將傳統(tǒng)汽柴油汽車(chē)替換為新能源汽車(chē),,則可以節(jié)省成品油燃料,降低原油消耗,。
2. 大力發(fā)展新能源汽車(chē)有利于國(guó)家能源安全
我國(guó)的資源富煤貧油少氣,,隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,國(guó)內(nèi)開(kāi)采的原油難以滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)需求,,截止 2018 年,,我國(guó)消費(fèi)原油 6.3 億噸,其中 72.9%的原油依賴(lài)進(jìn)口,。
為保障國(guó)內(nèi)能源安全,國(guó)家建立了多條能源通道,,但仍然不能確保能源的絕對(duì)安全
未來(lái)我國(guó)新能源汽車(chē)逐漸取代傳統(tǒng)燃油車(chē),,并成為主流車(chē),,那么我國(guó)每年原油的需求量將逐步降低,逆轉(zhuǎn)原油進(jìn)口依賴(lài)度一直升高的趨勢(shì),,有利于我國(guó)能源安全,。
3. 新能源汽車(chē)是實(shí)現(xiàn)“碳中和”和“碳達(dá)峰”的重要抓手
假設(shè)一輛 1.6L 的轎車(chē),一年行駛里程約為 1 萬(wàn)公里,,按 1000 升汽油使用量來(lái)計(jì)算,,這一年,汽車(chē)碳排放量約為 2.7 噸,。如果按照每畝人工林可以吸收 1.83 噸二氧化碳計(jì)算,,需要約 1.5 畝的人工林來(lái)抵消這一年開(kāi)車(chē)所產(chǎn)生的二氧化碳對(duì)環(huán)境的影響。
汽車(chē)行業(yè)的二氧化碳排放量占我國(guó)總體二氧化碳排放量的 16%左右,。而純電動(dòng)汽車(chē)則依靠電力驅(qū)動(dòng),。汽車(chē)的能源由一次能源的石油,變成二次能源的電力,。而電力結(jié)構(gòu)有燃煤發(fā)電為主,,逐步優(yōu)化為清潔可再生能源為主,實(shí)際的碳排放量將大大降低,。目前的主流觀點(diǎn)是:即便是考慮 70%的火電,,純電動(dòng)車(chē)的碳排放還是優(yōu)于燃油車(chē),氫燃料電池車(chē)則與純電動(dòng)相當(dāng)或更好,。
截至 2020 年底,,全國(guó)新能源汽車(chē)保有量達(dá) 492 萬(wàn)輛,占汽車(chē)總量的 1.75%,,比 2019
年增加 111 萬(wàn)輛,,增長(zhǎng) 29.18%。其中,,純電動(dòng)汽車(chē)保有量 400 萬(wàn)輛,,占新能源汽車(chē)總量的 81.32%。
假設(shè)到 2030 年純電動(dòng)汽車(chē)占汽車(chē)保有量的 10%,,那么電動(dòng)汽車(chē)的替換將使整個(gè)汽車(chē)行業(yè)的二氧化碳排放量減少 9%,,汽車(chē)業(yè)的二氧化碳排放量的減少將導(dǎo)致我國(guó)二氧化碳整體排放量減少 1.5%。
4. 有利于中國(guó)汽車(chē)工業(yè)實(shí)現(xiàn)對(duì)歐美日傳統(tǒng)汽車(chē)強(qiáng)國(guó)的超越
西方汽車(chē)工業(yè)強(qiáng)國(guó),,經(jīng)過(guò)百年的發(fā)展,,傳統(tǒng)燃油車(chē)技術(shù)性能已經(jīng)非常完善。國(guó)產(chǎn)車(chē)在外觀,、內(nèi)飾,、配置甚至做工用料等方面,很多時(shí)候是有優(yōu)勢(shì)的,而口碑之所以難以提升,,根本原因就是在駕駛與操控性能等方面存在差距,,駕駛體驗(yàn)不佳,其它方面再怎么堆料也很難得到消費(fèi)者認(rèn)可,。發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)是有一定的差距,,但不是很大,近年來(lái)也在迎頭趕上,,而且后天是可以部分彌補(bǔ)的,,真正的核心差距就在變速箱上,這是個(gè)難以彌補(bǔ)的硬性差距,。
而到了電動(dòng)車(chē)時(shí)代,,終于可以愉快的和變速箱說(shuō)拜拜了,困擾汽車(chē)行業(yè)百年的換擋頓挫難題,,制約國(guó)產(chǎn)車(chē)發(fā)展幾十年的元兇,,迎刃而解。百年一遇的國(guó)產(chǎn)車(chē)彎道超車(chē)的機(jī)會(huì),,就是現(xiàn)在,,全世界所有的汽車(chē)廠商重新回到同一條起跑線(xiàn)上來(lái),去調(diào)教電動(dòng)機(jī),,去優(yōu)化電控,,用電動(dòng)機(jī)輔助內(nèi)燃機(jī),我們有機(jī)會(huì)比百年老店做得更好,,我們有機(jī)會(huì)打造自己的高檔汽車(chē),。
5. 相較傳統(tǒng)燃油汽車(chē),電動(dòng)車(chē)性能更強(qiáng),,費(fèi)用更低
電動(dòng)車(chē)在效率和推力上比汽車(chē)有巨大內(nèi)在優(yōu)勢(shì),。有數(shù)據(jù)顯示對(duì)于電車(chē),從能量到推力的轉(zhuǎn)化效率高達(dá) 90%,,而汽油車(chē)的轉(zhuǎn)化效率不到 35%,。電動(dòng)馬達(dá)在低速時(shí)就能產(chǎn)生強(qiáng)大的推力,所以電車(chē)完全不需要換擋,。特斯拉的 ModelS,最高配置已經(jīng)可以在 2.8 秒內(nèi)從 0 加速到 100 公里,,而 1.6L 緊湊型轎車(chē)百公里加速成績(jī)?cè)?11 到 13 秒之間。
Tesla 鋰電池一次充滿(mǎn)電需消耗 70 度家用電,,一度電平均可以跑 10 公里(滿(mǎn)電續(xù)航 700km),,按照一度電 0.55 元的價(jià)格看,就是一公里 0.055 元,,汽車(chē)按照一公升油
5.5 元的價(jià)格(每百公里耗油 7 升),,就是一公里 0.38 元,,燃油車(chē)每公里費(fèi)用是電車(chē)的7 倍,而且電價(jià)隨著技術(shù)進(jìn)步,,還會(huì)繼續(xù)下降,。
此外,純電動(dòng)車(chē)的內(nèi)在構(gòu)造比汽車(chē)簡(jiǎn)單,,零部件也少很多。傳統(tǒng)汽車(chē)的換油,,火花塞,,過(guò)濾器,傳動(dòng)液的更換等等對(duì)于電車(chē)統(tǒng)統(tǒng)沒(méi)有,。由于剎車(chē)時(shí)采用回饋制動(dòng)(regenerative braking),,對(duì)剎車(chē)片的維護(hù)需求也大大降低。
二,、新能源汽車(chē)分類(lèi)及產(chǎn)業(yè)鏈
1. 新能源汽車(chē)分類(lèi)
新能源汽車(chē)是指采用非常規(guī)的車(chē)用燃料作為動(dòng)力來(lái)源(或使用常規(guī)的車(chē)用燃料,、采用新型車(chē)載動(dòng)力裝置),綜合車(chē)輛的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù),,形成的技術(shù)原理先進(jìn),、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車(chē),。新能源汽車(chē)包括四大類(lèi)型:混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)(HEV),、純電動(dòng)汽車(chē)(BEV,包括太陽(yáng)能汽車(chē)),、燃料電池電動(dòng)汽車(chē)(FCEV),,其他新能源包括機(jī)械能(如超級(jí)電容器、飛輪,、壓縮空氣等高效儲(chǔ)能器)汽車(chē)等與非常規(guī)的車(chē)用燃料指除汽油,、柴油之外的燃料,如天然氣(NG),、液化石油氣(LPG),、乙醇汽油(EG)、甲醇,、二甲醚,。
48V 輕混:在傳統(tǒng)車(chē)輛原有 12V 電能系統(tǒng)的層面上,將電壓提高到 48V,,并通過(guò)如電動(dòng)機(jī),、電池組等的加入,使得其有著輔助車(chē)輛驅(qū)動(dòng)以及儲(chǔ)存回收電能的效果,,這種啟停技術(shù)本是有助于汽車(chē)節(jié)油,。
混合動(dòng)力車(chē)(HEV):又被稱(chēng)為油電混動(dòng)車(chē)/油混,。不可充電,能量來(lái)源只是汽油,,發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)協(xié)同驅(qū)動(dòng),。以日系車(chē)為代表,代表車(chē)型包括豐田 THS,、本田 IMMD 和日產(chǎn) e-Power,。
插電式混合動(dòng)力汽車(chē)(PHEV): 在油混的基礎(chǔ)上多了插電功能,可以外接充電,,并提高電池容量,,簡(jiǎn)稱(chēng)插混。
增程式電動(dòng)汽車(chē)(EREV):可充電,,能量可以是汽油,,也可以是充電電池,發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)協(xié)同驅(qū)動(dòng),,結(jié)構(gòu)上和插電式混合動(dòng)力汽車(chē)類(lèi)似,,區(qū)別在于增程式的發(fā)動(dòng)機(jī)只
負(fù)責(zé)發(fā)電,完全由電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng),。增程式電動(dòng)車(chē)的電池普遍更大,,純電續(xù)航里程遠(yuǎn)高于插混,在市區(qū)完全可以當(dāng)作純電動(dòng)車(chē)來(lái)開(kāi),,而虧電或電量保持模式時(shí)的油耗也低于同級(jí)燃油車(chē),。
純電動(dòng)汽車(chē)(BEV):結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單,電池供電,,電機(jī)驅(qū)動(dòng),。
燃料電池車(chē)(FCEV):一般指的是氫燃料電池車(chē),氫氣與空氣中的氧氣在燃料電池堆中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)(并非燃燒),,釋放出電能,。不過(guò)燃料電池堆普遍輸出功率較低,所以在汽車(chē)上使用時(shí),,還需要搭配一塊鋰電池,,鋰電池與燃料電池堆協(xié)同充放電。
2. 純電動(dòng)車(chē)和氫燃料電池車(chē)將占 C 位
從產(chǎn)品的生命周期來(lái)看,,傳統(tǒng)燃油車(chē)經(jīng)過(guò) 100 多年的發(fā)展,,技術(shù)最為成熟,目前處于成熟期,。純電動(dòng)車(chē) 2020 年滲透率達(dá) 5.4%,,2021 年 1 季度滲透率快速提升至 7.9%, 未來(lái)五年仍有 30%的復(fù)合增速,,純電動(dòng)車(chē)等品類(lèi)處于快速成長(zhǎng)期,。而燃料電池車(chē)技術(shù)主要由日本主導(dǎo),,國(guó)內(nèi)技術(shù)尚不成熟,缺少相應(yīng)的配套設(shè)施,,2020 年銷(xiāo)量?jī)H 1000 輛,,燃料電池車(chē)目前尚處于導(dǎo)入期。而混合動(dòng)力車(chē)則是過(guò)渡性產(chǎn)品,,目的是節(jié)油減排,,目前 處于衰退期。
我們從碳排放和其他污染物排放等八個(gè)維度對(duì)傳統(tǒng)燃油車(chē)和新能源車(chē)品種進(jìn)行評(píng)分,,最好為 5 分,,最差為 1 分:
(1) 碳排放:純電動(dòng)車(chē)使用電能,,燃料電池車(chē)使用氫氣作為燃料,碳排放量為零,,而插電式混合動(dòng)力車(chē)和增程式電動(dòng)車(chē)可用電能,,也可用燃油,碳排放中等,,傳統(tǒng)燃油車(chē)和 LNG/CNG 車(chē)使用燃油和天然氣為燃料,,碳排放量最大,而混合動(dòng)力車(chē)使用燃油為動(dòng)力源,,但比傳統(tǒng)燃油車(chē)更節(jié)能,,碳排放量稍低。
?。?) 其他污染物排放:傳統(tǒng)燃油車(chē)和混合動(dòng)力車(chē)使用汽柴油為燃料,,其排放物除二氧化碳外還含有一氧化碳、碳?xì)浠衔?、氮氧化物,、硫氧化物、鉛化合物等有害氣體,。插電式混合動(dòng)力車(chē)和增程式電動(dòng)車(chē)可用電能,,也可用燃油,其他污染物排放中等,, LNG/CNG 使用天然氣做燃料,,理論上其他污染物僅含有一氧化碳;純電動(dòng)車(chē)和燃料電池車(chē)則沒(méi)有其他污染物的排放,。
?。?) 續(xù)航里程:傳統(tǒng)燃油車(chē)一次加油能夠行駛 500-1000 公里,由于加油站數(shù)量眾多,, 通常在燃油耗盡前能夠很方便找到加油站,,續(xù)航問(wèn)題較小,。插電式混合動(dòng)力車(chē)在純電 模式下通常能行駛 50-120 公里,而使用燃油續(xù)航里程則和傳統(tǒng)燃油車(chē)類(lèi)似,,燃料電池車(chē)一次加注燃料后續(xù)航里程超過(guò) 1000 公里,,但加氫站數(shù)量稀少,不方便加注氫燃料,,純電動(dòng)車(chē)標(biāo)稱(chēng)續(xù)航里程為 400-600 公里,,但由于行駛條件限制實(shí)際上難以達(dá)到。
?。?) 加油/充電時(shí)間:傳統(tǒng)燃油車(chē)加油時(shí)間和燃料電池車(chē)加注時(shí)間都可以在數(shù)分鐘內(nèi) 完成,。而純電動(dòng)車(chē)使用慢充充滿(mǎn)電通常需要十幾個(gè)小時(shí),使用快充至少也要花 1 小時(shí),。
?。?) 購(gòu)車(chē)成本:純電動(dòng)車(chē)目前補(bǔ)貼后的價(jià)格大約 20 萬(wàn)左右;而燃料電池車(chē)中豐田的MIRAI 在日本實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),。這款豐田 MIRAI 是全球首款氫燃料電池車(chē),,售價(jià)約人民幣 46 萬(wàn)元。
?。?) 使用成本:燃料費(fèi)用,,純電動(dòng)車(chē)每公里電費(fèi)大約需要 0.075 元,而燃料電池車(chē)每
公里需要?dú)淙剂?0.6 元,,行駛成本燃油車(chē)相當(dāng),;而維護(hù)成本方面,純電動(dòng)車(chē)免去了發(fā)動(dòng)機(jī),、離合器甚至變速箱等復(fù)雜傳動(dòng)機(jī)構(gòu),,維護(hù)成本大大降低,而燃料電池車(chē)中燃料電池堆造價(jià)比較高昂,,其催化劑使用鉑金,,維護(hù)成本較高。
?。?) 安全性:燃油車(chē)技術(shù)最為成熟,,不易發(fā)生自然事故,純電動(dòng)車(chē)中三元鋰電池?zé)崾Э販囟容^低,,安全性不佳,,而磷酸鐵鋰電池?zé)崾Э販囟容^高,安全性較高,,燃料電池車(chē)使用氫氣為燃料,,盡管采用許多冗余措施防止儲(chǔ)氣罐發(fā)生爆炸的風(fēng)險(xiǎn),但氫逃逸問(wèn)題始終無(wú)法從技術(shù)上克服,,燃料電池車(chē)不適宜停放在室內(nèi)停車(chē)場(chǎng),,甚至進(jìn)入隧道的安全性也有待商榷,。
(8) 政策支持力度,。為節(jié)能減排,,政府不斷提高燃油車(chē)的排放標(biāo)準(zhǔn),且對(duì)汽車(chē)廠實(shí)施雙積分制度,,海南省提出 2030 年禁售燃油車(chē),,政策對(duì)燃油車(chē)不友好,純電動(dòng)車(chē)有補(bǔ)貼,, 但每年退坡,,政策相對(duì)較友好,而燃料電池車(chē)有補(bǔ)貼,,且執(zhí)行退坡政策,,政策友好。
通過(guò)對(duì)上述八個(gè)維度對(duì)不同種類(lèi)的汽車(chē)進(jìn)行評(píng)分,,純電動(dòng)車(chē),、增程式電動(dòng)車(chē)(實(shí)質(zhì)上在純電動(dòng)車(chē)的基礎(chǔ)上增加小型發(fā)電機(jī),在電量不足時(shí)燃燒油料給電池充電,,一定程度上提高了續(xù)航里程)和燃料電池車(chē)的綜合評(píng)分最高,純電動(dòng)車(chē)和燃料電池車(chē)最有可能逐步替代傳統(tǒng)燃油車(chē),。
純電動(dòng)車(chē)和燃料電池車(chē)優(yōu)勢(shì)各自有自己的優(yōu)勢(shì),,但同時(shí)又有著目前看來(lái)技術(shù)上難以逾越的劣勢(shì)。優(yōu)勢(shì)方面,,純電動(dòng)車(chē)零排放且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,,維護(hù)方便,使用成本最為低廉,。劣勢(shì)在于受限于鋰電池的能量密度,,續(xù)航里程短,充電時(shí)間長(zhǎng),,嚴(yán)重影響用戶(hù)的駕駛體驗(yàn),,目前國(guó)軒高科研制的三元鋰電池單體電池能量密度達(dá) 302Wh/kg,系統(tǒng)能量密度突破 200Wh/kg,,接近液態(tài)電池能量密度的極限(進(jìn)一步提高易引發(fā)火災(zāi)),。
而燃料電池車(chē)方面,零污染,,續(xù)航里程超過(guò) 1000 公里超過(guò)普通燃油車(chē),,燃料加注時(shí)間僅需要 3-5 分鐘和燃油車(chē)加油時(shí)間相當(dāng)。缺點(diǎn)在于,,由于技術(shù)不夠成熟,,單輛車(chē)售價(jià)超過(guò) 40 萬(wàn)元,,相對(duì)燃油車(chē)和純電動(dòng)車(chē)而言沒(méi)有吸引力;二是因?yàn)榧託湔窘ㄔO(shè)成本較高,,國(guó)內(nèi)加氫站布局嚴(yán)重不足,,車(chē)主加氫困難;三是氫逃逸的問(wèn)題無(wú)法解決,,室內(nèi)停放存在燃爆的可能,。
由于純電動(dòng)車(chē)和燃料電池車(chē)的有著各自不同優(yōu)缺點(diǎn),決定未來(lái)其使用場(chǎng)景會(huì)不同,。純電動(dòng)車(chē)更適用于城市內(nèi)短途的交通通勤,,而燃料電池車(chē)更適用于線(xiàn)路固定的長(zhǎng)途運(yùn) 輸?shù)纳逃密?chē)領(lǐng)域,因此純電動(dòng)汽車(chē)和燃料電池汽車(chē)并非直接競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,,二者或?qū)㈤L(zhǎng)期 占據(jù)新能源汽車(chē)的主要部分,。
3. 純電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈
純電動(dòng)汽車(chē)不同于傳統(tǒng)燃油車(chē),沒(méi)有復(fù)雜的動(dòng)力系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng),,電動(dòng)機(jī)取代了發(fā)動(dòng)機(jī)成為動(dòng)力源,,燃油系統(tǒng)被動(dòng)力電池取代,變速箱被固定減速比的減速箱或最多兩檔的簡(jiǎn)單變速箱取代,,沒(méi)有排氣管和前后傳動(dòng)軸,,可以安裝平整的電池和地板。
因此純電動(dòng)車(chē)的結(jié)構(gòu)較傳統(tǒng)燃油車(chē)更簡(jiǎn)單,,上游主要由電池組,、電機(jī)、電控這三大核心部件和其他零部件構(gòu)成,。中游整車(chē)與傳統(tǒng)燃油車(chē)類(lèi)似,,分位乘用車(chē)、商用車(chē)和專(zhuān)用車(chē)三類(lèi),,下游配套設(shè)施及市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)主要分為兩個(gè)部分,,一是電池回收,二是充,、換電設(shè)施,。
三、新能源汽車(chē)的發(fā)展前景
1. 未來(lái)五年我國(guó)新能源汽車(chē)復(fù)合增速將不低于 30%
根據(jù)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì),,2020 年中國(guó)實(shí)現(xiàn)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量為 1,367,315 輛,, 同比增長(zhǎng) 13.35%,過(guò)去五年年均復(fù)合增速為 32.80%,,滲透率達(dá) 5.40%,。2021 年 1-3 月, 我國(guó)新能源汽車(chē)銷(xiāo)售 51.5 萬(wàn)輛,滲透率提升至 7.49%,。
2020 年,,我國(guó)銷(xiāo)售純電動(dòng)汽車(chē) 1,115,123 輛,占新能源汽車(chē)銷(xiāo)量的 81.56%,;插電式混合動(dòng)力汽車(chē) 251,010 輛,,占新能源汽車(chē)銷(xiāo)量的 18.36%;燃料電池汽車(chē)銷(xiāo)售 1,182輛,。2021 年 1 季度,,我國(guó)銷(xiāo)售純電動(dòng)車(chē)、插電式混合動(dòng)力車(chē)和氫燃料電池車(chē) 43.2 萬(wàn)輛,、8.14 萬(wàn)輛和 150 輛,。
根據(jù)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)聯(lián)合天津大學(xué)中國(guó)汽車(chē)戰(zhàn)略發(fā)展研究中心發(fā)布《中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)(2020-2035)》。2021 年中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)將呈現(xiàn)緩慢增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),,未來(lái)五年汽車(chē)市場(chǎng)也將會(huì)穩(wěn)定增長(zhǎng),,2021 年中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)總銷(xiāo)量預(yù)計(jì)在 2630 萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)4%,。其中,,新能源汽車(chē)預(yù)計(jì)銷(xiāo)量 180 萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng) 32%,,2025 年汽車(chē)銷(xiāo)量有望達(dá)到3000 萬(wàn)輛,,到 2035 年銷(xiāo)量分別達(dá)近 3500 萬(wàn)輛。
根據(jù)乘聯(lián)會(huì)得最新預(yù)測(cè) 2021 年我國(guó)新能源車(chē)銷(xiāo)量將超過(guò) 200 萬(wàn)輛,,同比增長(zhǎng)46.32%,。根據(jù)國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)的《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035 年)》,到2025 年,,新能源汽車(chē)新車(chē)銷(xiāo)售量達(dá)到汽車(chē)新車(chē)銷(xiāo)售總量的 20%左右,到 2035 年純電動(dòng)汽車(chē)成為新銷(xiāo)售車(chē)輛的主流,,按照屆時(shí)汽車(chē)銷(xiāo)量一半為新能源車(chē),,預(yù)計(jì)到2025 年和2035年,我國(guó)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量分別為 600 萬(wàn)輛和 1750 萬(wàn)輛,。預(yù)計(jì) 2021-2025 年,,我國(guó)新能源汽車(chē)年均復(fù)合增速為34.42%,2026-2035 年,,我國(guó)新能源汽車(chē)年均復(fù)合增速為11.30%,。
2. 未來(lái)五年全球新能源乘用車(chē)年均增長(zhǎng) 36%
2020 年成為了新能源汽車(chē)發(fā)展最快的一年,包括純電動(dòng)和插電混動(dòng)在內(nèi),,全球新能源汽車(chē)銷(xiāo)量達(dá)到 324 萬(wàn)輛,,而上一年的銷(xiāo)量為 226 萬(wàn)輛。2020 年全球新能源乘用車(chē)銷(xiāo)售 318.05 萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng) 43.93%,,過(guò)去五年,,全球新能源車(chē)年均復(fù)合增速為 42.39%, 滲透率從 2015 年的 0.83%,,提升至 2020 年的 5.93%,,新能源車(chē)滲透率快速提升一方面是新能源車(chē)銷(xiāo)量快速提升,另一方面是因?yàn)閭鹘y(tǒng)燃油車(chē)在 2017 年達(dá)峰后持續(xù)萎縮造成,。從車(chē)型構(gòu)成來(lái)看,,全球新能源車(chē)歷年純電和插混銷(xiāo)量保持在 2:1 左右。
中國(guó)提出在 2025 年新能源汽車(chē)銷(xiāo)量滲透率達(dá) 25%,,美國(guó)加州提出到 2025 年新能源車(chē)銷(xiāo)量滲透率達(dá) 15%,,而一些歐盟國(guó)家推進(jìn)的目標(biāo)更為激進(jìn),如挪威提出到 2025 年新能源銷(xiāo)量滲透率達(dá) 100%,;丹麥,、愛(ài)爾蘭 2030 年滲透率達(dá) 100%,英國(guó),、法國(guó),、西班牙、葡萄牙到 2040 年滲透率達(dá) 100%,;德國(guó) 2030 年新能源車(chē)?yán)塾?jì)銷(xiāo)售 700 萬(wàn)輛,。
2020 年之前,中國(guó)已連續(xù)五年蟬聯(lián)新能源汽車(chē)最大市場(chǎng),。為鼓勵(lì)新能源車(chē)的銷(xiāo)售和應(yīng)對(duì)疫情的不利影響,,2020 年法國(guó)將新能源車(chē)補(bǔ)貼從每臺(tái)車(chē) 6000 歐元提高至 7000歐元,德國(guó)給與購(gòu)車(chē)者和車(chē)企分別每臺(tái)車(chē) 6000 歐元和 3000 歐元的補(bǔ)貼,,荷蘭也公布了將原本結(jié)束于 2019 年底的電動(dòng)汽車(chē)補(bǔ)貼延長(zhǎng)到 2025,,并將在 2020 年提供 1720 萬(wàn)歐
的補(bǔ)貼。由于執(zhí)行更為激進(jìn)的補(bǔ)貼和稅收減免政策,,促使歐洲在 2020 年一舉超過(guò)中國(guó)成為全球新能源汽車(chē)最大市場(chǎng),。
在歐洲和中國(guó)以外,新能源汽車(chē)的增長(zhǎng)較慢,。在美國(guó)市場(chǎng),,盡管特斯拉 Model Y 已開(kāi)始銷(xiāo)售,但當(dāng)?shù)氐男履茉雌?chē)銷(xiāo)售僅增長(zhǎng)了 4%,。其他市場(chǎng)的表現(xiàn)各有不同,,日本、加拿大和澳大利亞的銷(xiāo)量下滑,,而韓國(guó),、印度、以色列、阿聯(lián)酋和中國(guó)香港的銷(xiāo)量都 有所上升,。
全球電動(dòng)化在歐洲碳排放政策疊加超強(qiáng)補(bǔ)貼,、中國(guó)雙積分政策及供給端優(yōu)質(zhì)車(chē)型加速、美國(guó)新能源高額投資規(guī)劃下,,未來(lái)行業(yè)產(chǎn)銷(xiāo)仍然維持高增速,。
根據(jù) Canalys 最新預(yù)測(cè),預(yù)計(jì)到 2021 年,,電動(dòng)汽車(chē)將占全球新車(chē)銷(xiāo)售的 7%以上,, 銷(xiāo)量將超過(guò) 500 萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng) 66%,;預(yù)計(jì)到 2030 年,,電動(dòng)汽車(chē)的銷(xiāo)量將會(huì)達(dá)到全球
乘用車(chē)銷(xiāo)量的 48%?;诖祟A(yù)測(cè),,我們判斷到 2025 年,全球電動(dòng)車(chē)銷(xiāo)量將達(dá)到 1500 萬(wàn)輛,,到 2030 年全球電動(dòng)車(chē)銷(xiāo)量將達(dá) 3000 萬(wàn)輛,。預(yù)計(jì) 2021-2025 年,全球新能源汽車(chē)年均復(fù)合增速為 36.37%,,2026-2030 年,,全球新能源汽車(chē)年均復(fù)合增速為 14.87%。
四,、新能源車(chē)的競(jìng)爭(zhēng)格局
1. 2020 年國(guó)內(nèi)新能源車(chē)市場(chǎng)洗牌
為鼓勵(lì)新能源汽車(chē)行業(yè)發(fā)展,,2018 年國(guó)家發(fā)改委頒布了《汽車(chē)產(chǎn)業(yè)投資管理規(guī)定》提出新建純電動(dòng)乘用車(chē)生產(chǎn)企業(yè)不再實(shí)行核準(zhǔn)管理,調(diào)整為備案管理,。這意味著生產(chǎn) 純電動(dòng)乘用車(chē)不再需要國(guó)家發(fā)改委頒發(fā)生產(chǎn)許,,省級(jí)政府備案可即可生產(chǎn)。此外,,純 電動(dòng)乘用車(chē)相對(duì)傳統(tǒng)燃油車(chē)沒(méi)有復(fù)雜的動(dòng)力系統(tǒng),、燃油系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng),制造門(mén)檻大 大降低,。
國(guó)內(nèi)純電動(dòng)車(chē)市場(chǎng),,銷(xiāo)量排名前十的企業(yè)市占率維持在 75%左右變動(dòng),,但從前五名的排名來(lái)看,,2017 年和 2018 年市占率前五的車(chē)企在 2020 年全部跌出前五名。其中北汽新能源從 2017 年和 2018 年市占率第一,,2019 年下滑至市占率第二,,到 2020 年跌至第六名。與此相反的是上汽通用五菱憑借宏光 MINI EV 以不到 4 萬(wàn)元的銷(xiāo)售價(jià)格一舉攀上全國(guó)純電動(dòng)車(chē)的榜首。而特斯拉(中國(guó))憑借上海工廠的建成,,一舉克服困擾數(shù)年產(chǎn)能瓶頸,,成為國(guó)內(nèi)市占率第二的純電動(dòng)車(chē)制造商。比亞迪通過(guò)不斷推出新車(chē)型滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求,,連續(xù)三年排名市場(chǎng)前三,。
插電式混合動(dòng)力車(chē)領(lǐng)域前十名市占率歷年都在 90%以上,只有 2020 年略低于其他年份,。比亞迪連續(xù)四年成為插電式混合動(dòng)力銷(xiāo)量第一名,,2020 年理想汽車(chē)憑借增程電動(dòng)車(chē)排名第二。
2. 傳統(tǒng)歐系車(chē)企開(kāi)始發(fā)力,,銷(xiāo)量快速崛起
全球市場(chǎng),,Top20 的車(chē)企占領(lǐng)了 80%左右的市場(chǎng)份額,傳統(tǒng)歐系車(chē)企表現(xiàn)亮眼,,其憑借歐盟地區(qū)新能源車(chē)熱銷(xiāo)排名得以迅速攀升,,2020 年,大眾,、寶馬,、奔馳、雷諾,、沃爾沃和奧迪則迅速分別攀升至第 2,、第 5、第 6,、第 7 和第 8 名,。
2020 年國(guó)產(chǎn)自主品牌車(chē)銷(xiāo)量份額大幅縮水,主要有兩方面原因:一是 2020 年持續(xù)執(zhí)行補(bǔ)貼退坡政策,,而歐洲市場(chǎng)提高了補(bǔ)貼力度,,歐系品牌電動(dòng)車(chē)快速崛起,第二是北汽新能源產(chǎn)品定位失誤以及新車(chē)型市場(chǎng)認(rèn)可度不足導(dǎo)致銷(xiāo)量迅速滑落,,全球排名從2019 年的第三名直接跌出 TOP20 榜單,。另一方面,國(guó)產(chǎn)合資品牌上汽通用五菱一躍進(jìn)入全球銷(xiāo)量第四名,。
美系品牌:2020 年特斯拉 Model 3 年產(chǎn)量達(dá) 50 萬(wàn)量并推出一款新電動(dòng)車(chē)型,;2030 年推出一款新電動(dòng)車(chē)型;福特計(jì)劃 2022 年前推出 40 款電動(dòng)車(chē)型(16 款BEV,,24 款 PHEV),。
歐系品牌:大眾汽車(chē)計(jì)劃至 2023 年電動(dòng)車(chē)產(chǎn)量超 100 萬(wàn)輛,2025 年電動(dòng)車(chē)銷(xiāo)量達(dá)300 萬(wàn)輛,,至 2029 年推出 75 款電動(dòng)汽車(chē),,寶馬計(jì)劃到 2025 年電動(dòng)車(chē)達(dá)到集團(tuán)總銷(xiāo)售的 15%-25%,,至 2023 年推出 13 款電動(dòng)車(chē)型;雷諾到 2022 年推出 12 款電動(dòng)車(chē)型,,2022年純電動(dòng)車(chē)銷(xiāo)量占比達(dá)到 20%,;沃爾沃 2025 年之前每年推出一款新能源汽車(chē),至 2025 年純電動(dòng)車(chē)銷(xiāo)量占比 50%,;奧迪至 2025 年推出不少于 30 款電動(dòng)車(chē)(20 款純電動(dòng)車(chē)) 且電動(dòng)車(chē)銷(xiāo)售收入占比 40%,。戴姆勒計(jì)劃到 2025 年純電動(dòng)車(chē)銷(xiāo)售占比 25%,2030 年BEV+PHEV 銷(xiāo)量占比超過(guò) 50%,。
日系品牌:豐田 2030 年銷(xiāo)售 550 萬(wàn)輛電氣化車(chē)輛,,包括 100 萬(wàn)輛純電動(dòng)車(chē)與燃料
電池車(chē);日產(chǎn)至 2022 年底推出 8 款純電動(dòng)車(chē),。
韓系品牌:至 2025 年推出 29 款新能源汽車(chē)(其中 23 款純電動(dòng),,6 款插電混動(dòng));
至 2025 年純電動(dòng)汽車(chē)年銷(xiāo)量達(dá)到 56 萬(wàn)輛,。
國(guó)產(chǎn)自主品牌:上汽集團(tuán)計(jì)劃 2025 年前投放近百款新能源車(chē),;比亞迪將新能源汽車(chē)的應(yīng)用范圍從私家車(chē)、公交車(chē),、出租車(chē)延伸到環(huán)衛(wèi)車(chē),、城市商品物流、道路客運(yùn)和城市建筑物流等常規(guī)領(lǐng)域及倉(cāng)儲(chǔ),、礦山,、港口和機(jī)場(chǎng)等四大特殊領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)新能源汽車(chē)對(duì)道路交通運(yùn)輸?shù)娜采w,;吉利集團(tuán)在共享出行,、車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、飛行汽車(chē),、衛(wèi)星通訊,、鋰電池梯次利用、充換電基礎(chǔ)設(shè)施,、碳循環(huán)制甲醇等行業(yè)新模式及前沿技術(shù)方面均有布局,;理想汽車(chē)計(jì)劃在 2022 年推出一款全尺寸 SUV,其配備有下一代增程式動(dòng)力總成系統(tǒng),。歐系車(chē)企對(duì)新車(chē)型投入力度最大,,其占全球市場(chǎng)份額有望持續(xù)擴(kuò)張。
3. 未來(lái)中國(guó)或誕生世界級(jí)龍頭車(chē)企
由于相較傳統(tǒng)燃油車(chē)技術(shù)門(mén)檻和準(zhǔn)入門(mén)檻降低,,加之未來(lái)前景的誘惑,,吸引各方 資本入局,目前國(guó)內(nèi)共有三方勢(shì)力角逐新能源車(chē)市場(chǎng),,分別是傳統(tǒng)車(chē)企,、造車(chē)新勢(shì)力、互聯(lián)網(wǎng)科技,。但新能源汽車(chē)制造并非沒(méi)有門(mén)檻,,其中最大的阻礙之一莫過(guò)于資金。
2020 年我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈投融資總金額達(dá) 1292.1 億元,,較上年同比增長(zhǎng)159%,,平均單項(xiàng)投融資金額達(dá) 14.5 億元,總額和平均單項(xiàng)金額均創(chuàng)歷史新高,。
造車(chē)新勢(shì)力中的第一梯隊(duì)的三家蔚來(lái),、小鵬和理想已在美股上市,第二梯隊(duì)也在形成:零跑汽車(chē),、威馬汽車(chē),、合眾汽車(chē),這三家均發(fā)布將在 2021 年-2022 年之間實(shí)現(xiàn)科創(chuàng)板上市,;零跑汽車(chē)剛發(fā)布的 B 輪 43 億融資,,并且實(shí)現(xiàn)超預(yù)期 10 億+,不僅創(chuàng)始股東增持,,而且新加入的國(guó)投創(chuàng)益,、浙大九智、涌鏵資本等,,尤其是這兩年風(fēng)頭正紅的合肥政府:在完成重倉(cāng)蔚來(lái)后,,繼續(xù)投資零跑汽車(chē),這預(yù)示著零跑汽車(chē)正在成為第二家“蔚來(lái)”汽車(chē),。而剩下的車(chē)企,,目前來(lái)看競(jìng)爭(zhēng)壓力逐步加大,不論是從銷(xiāo)量還是從融資都急需補(bǔ)血,。
傳統(tǒng)車(chē)企“轉(zhuǎn)身慢”只是一種“錯(cuò)覺(jué)”,。厚積而薄發(fā),是這些在汽車(chē)行業(yè)摸爬滾打數(shù)十年乃至上百年企業(yè)的一貫作風(fēng),。事實(shí)上,,在電動(dòng)車(chē)的結(jié)構(gòu)相較燃油車(chē)更加簡(jiǎn)單的 技術(shù)大背景下,擁有平臺(tái)化研發(fā)積累和規(guī)模優(yōu)勢(shì)的傳統(tǒng)車(chē)企,,從平臺(tái)開(kāi)發(fā)到車(chē)型落地,, 都能夠做到比“新勢(shì)力”更快、更高效,。這幾年“發(fā)展慢”的原因有四個(gè)方面:1,、傳統(tǒng)車(chē)企積累新能源車(chē)制造技術(shù);2,、避免過(guò)早切換成新能源車(chē),,造成原有產(chǎn)線(xiàn)被過(guò)早廢棄,,以達(dá)到利益最大化;3,、等待電池技術(shù)成熟,;4、等待新能源車(chē)市場(chǎng)發(fā)育成熟,,避 免成為市場(chǎng)的“試驗(yàn)品”,。國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)車(chē)企中的二線(xiàn)品牌車(chē)企表現(xiàn)尤為突出,他們既有傳統(tǒng)車(chē)企的歷史底蘊(yùn),,但卻沒(méi)有一線(xiàn)車(chē)企那樣的產(chǎn)能包袱,,希望在產(chǎn)業(yè)巨變過(guò)程中超越 競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手成為一線(xiàn)品牌,這些車(chē)企“華麗轉(zhuǎn)身”最為堅(jiān)決也異常迅速,。如比亞迪,、長(zhǎng) 城汽車(chē)、長(zhǎng)安汽車(chē)等,。這部分企業(yè)最有希望誕生豐田,、大眾那樣世界級(jí)龍頭。
歐系車(chē)方面,,自去年開(kāi)始,,歐洲的傳統(tǒng)車(chē)企大眾、寶馬,、奔馳等傳統(tǒng)車(chē)企迅速崛 起,,多個(gè)品牌進(jìn)入全球銷(xiāo)量榜榜單。未來(lái)傳統(tǒng)車(chē)企將會(huì)把更多的新能源車(chē)型投放市場(chǎng),, 傳統(tǒng)汽車(chē)很可能從造成新勢(shì)力手中重新奪回“C 位”,。
科技巨頭紛紛入局新能源車(chē)市場(chǎng),主要有三種模式,。第一種是利用本身的科技為 新能源提供智能化賦能,,但企業(yè)本身不介入整車(chē)制造環(huán)節(jié)。第二種是和傳統(tǒng)車(chē)企合作,, 利用車(chē)企的生產(chǎn)能力,,代工制造新能源汽車(chē),如江淮汽車(chē)為蔚來(lái)代工,,海馬汽車(chē)為小 鵬汽車(chē),,重慶力帆為理想汽車(chē)代工;第三種是自建汽車(chē)工廠,,如威馬汽車(chē),。其他宣布 入局的企業(yè)還有小米擬 10 年投資 100 億美元造車(chē),OPPO 集團(tuán)已經(jīng)在籌備造車(chē)事項(xiàng),。
由于沒(méi)有傳統(tǒng)燃油車(chē)產(chǎn)能負(fù)擔(dān),,“造車(chē)新勢(shì)力”表現(xiàn)較傳統(tǒng)汽車(chē)廠表現(xiàn)出對(duì)研發(fā)更大的動(dòng)力,。國(guó)內(nèi)前三大造車(chē)新勢(shì)力研發(fā)投入占收入的比重均超過(guò) 10%,而傳統(tǒng)燃油車(chē)企業(yè)研發(fā)投入鮮有超過(guò) 5%,。由于研發(fā),、營(yíng)銷(xiāo)投入較大,而收入規(guī)模較小,,造車(chē)新勢(shì)力大多仍處于投入期,尚未實(shí)現(xiàn)盈利,,但其短板在于在盈虧平衡前,,需要不斷的融資輸血。
五,、新能源車(chē)的發(fā)展方向
1. 更長(zhǎng)續(xù)航里程,,更便捷省時(shí)的充電
艾瑞咨詢(xún)對(duì)有意向購(gòu)買(mǎi)新能源汽車(chē)的燃油車(chē)主進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查,未購(gòu)買(mǎi)新能源車(chē)的車(chē)主其主要顧慮可歸結(jié)于電池和充電兩方面,。其中,,電池主要問(wèn)題是續(xù)航里程短和電池壽命短;充電方面,,充電樁覆蓋率低,、充電時(shí)間長(zhǎng)和無(wú)法安裝私人充電樁。有六成以上的車(chē)主表示若可以提升新能源汽車(chē)的續(xù)航能力,、電池容量和縮短充電時(shí)間,,將會(huì)考慮購(gòu)買(mǎi)新能源汽車(chē)。
續(xù)航里程焦慮是困擾著電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的主要因素之一,,對(duì)于里程焦慮來(lái)說(shuō)也是純電動(dòng)車(chē)發(fā)展歷程當(dāng)中需要面對(duì)的問(wèn)題,,里程焦慮這個(gè)問(wèn)題主要還是由于在于車(chē)輛的充電和電池上面,在車(chē)用動(dòng)力電池發(fā)展路線(xiàn)上,,針對(duì)“里程焦慮”問(wèn)題,,最簡(jiǎn)便的方法是提高電池容量,但受限于能量密度限制,,新增的電池將增加整車(chē)重量,,帶來(lái)耗電量提升,因此如何提高電池能量密度是汽車(chē)廠和電池商最急切希望突破的技術(shù)難關(guān),。
我們對(duì)工信部頒布的往屆新能源車(chē)免車(chē)購(gòu)稅目錄進(jìn)行梳理,,從 2019 年開(kāi)始 400 公里以上續(xù)航里程的純電動(dòng)車(chē)逐漸成為主流,2020 年 500 公里續(xù)航里程占比開(kāi)始增多,, 預(yù)計(jì) 2021 年續(xù)航 500 公里的純電動(dòng)車(chē)將成為入門(mén)標(biāo)準(zhǔn),。其中小鵬 P7 的 NEDC 續(xù)航里程達(dá)到 706 公里,成為 2020 年年末的純電動(dòng)車(chē)冠軍,。
近三年,,純電動(dòng)車(chē)平均能量密度并未有太大的提升,,純電動(dòng)車(chē)提高續(xù)航里程主要是依靠輕量化技術(shù)減少車(chē)重并提高電池?cái)?shù)量或是優(yōu)化電機(jī)和電控技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
隨著大功率直流充電技術(shù)的成熟,,目前使用快充僅需 0.5-1 小時(shí)即可充滿(mǎn),,十幾分鐘即可充電 80%。另外,,隨著充電樁分布越來(lái)越廣,,充電也越來(lái)越方便。
2. 純電和插混將相當(dāng)一段時(shí)期共存
盡管純電動(dòng)汽車(chē) NEDC 續(xù)航里程從 200 公里提升至 400 公里,,再提升至近期的600 公里甚至是 700 公里,,但在不同工況條件下實(shí)際行駛里程還是差強(qiáng)人意,平時(shí)在城市里面開(kāi)闊基本能夠滿(mǎn)足需要,,但走上高速長(zhǎng)途旅行里程不足的同時(shí)充電需要長(zhǎng) 時(shí)間排隊(duì),,且時(shí)間還是過(guò)長(zhǎng)。購(gòu)買(mǎi)純電動(dòng)汽車(chē)的用戶(hù)通常將純電動(dòng)車(chē)僅用于市內(nèi)通 勤,,或家里另外擁有一輛燃油車(chē),,還有相當(dāng)部分的消費(fèi)者希望能夠買(mǎi)一輛既節(jié)能環(huán) 保,經(jīng)濟(jì)實(shí)惠又能夠擁有足夠的續(xù)航里程,,不需要為充電而焦慮的新能源車(chē),。目前, 純電動(dòng)車(chē)受限于能量密度和安全性制約,,續(xù)航里程和充電時(shí)間進(jìn)展短期內(nèi)還難以滿(mǎn)足普通消費(fèi)者的需求,。
針對(duì)該痛點(diǎn),比亞迪結(jié)合增程車(chē)的優(yōu)點(diǎn),,開(kāi)發(fā)出新一代的超級(jí)混合動(dòng)力車(chē),。該技術(shù)次采用曉云-插混專(zhuān)用 1.5L 發(fā)動(dòng)機(jī),其熱效率提升至 43%,,搭載大容量刀片電池,,純電狀態(tài)下續(xù)航 120km。當(dāng) DM-i 車(chē)型電量充足時(shí),,就相當(dāng)于一臺(tái)純電動(dòng)車(chē),,電機(jī)的動(dòng)力供應(yīng)足夠在各種路況下行駛。而當(dāng)電量不足時(shí),,DM-i 車(chē)型就會(huì)根據(jù)系統(tǒng)工況,,自主判斷用電還是用油,亦或是油電協(xié)同,。超級(jí)混動(dòng)狀態(tài)下百公里油耗僅為 3L,,NEDC 續(xù)航里程達(dá) 1200 公里。此外長(zhǎng)城汽車(chē)也開(kāi)發(fā)出類(lèi)似的 DHT 混動(dòng)技術(shù)。由于插混的技術(shù)進(jìn)步,, 未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間,,純電動(dòng)汽車(chē)將會(huì)和插混車(chē)將長(zhǎng)期共存。
3. 新能源車(chē)與智能駕駛是好搭檔
傳統(tǒng)燃油車(chē)基本都是機(jī)械+液壓組成的結(jié)構(gòu),,而電動(dòng)汽車(chē)則要簡(jiǎn)單一些,,其核心部件為動(dòng)力電池組、電機(jī)和 EMS 組成的三電系統(tǒng),。自動(dòng)駕駛技術(shù)需要控制車(chē)輛,,而電力控制的電機(jī)無(wú)需太多的改造就可以與電子控制單元(ECU)結(jié)合。相比之下,,發(fā)動(dòng)機(jī)這種純機(jī)械結(jié)構(gòu),,人工智能是很難控制其工作狀態(tài)的,無(wú)論是可靠性,、精準(zhǔn)度,、 響應(yīng)度都很難直接控制,,其需要研制新的操控裝置,,而這遠(yuǎn)復(fù)雜于電動(dòng)汽車(chē)。此外,, 燃油車(chē)很大一部分成本來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱等動(dòng)力總成結(jié)構(gòu),,而新能源車(chē)的主要成 本來(lái)自三電系統(tǒng)電控電驅(qū)電池,相比之下對(duì)新能源車(chē)成本的控制更好把控,。
當(dāng)前,,全球廣泛采用的是由 SAE International(國(guó)際汽車(chē)工程師協(xié)會(huì))制定的劃分方法,按照分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),,自動(dòng)駕駛從 L0-L5 總共被分為 6 個(gè)級(jí)別,,L0 代表沒(méi)有自動(dòng)駕駛的傳統(tǒng)人類(lèi)駕駛,L1~L5 則隨自動(dòng)駕駛的成熟程度進(jìn)行了分級(jí),。
L0 級(jí)別:這個(gè)就是完全由駕駛員進(jìn)行操作駕駛,,包括轉(zhuǎn)向、制動(dòng),、油門(mén)等都由駕駛員自行判斷,,汽車(chē)只負(fù)責(zé)命令的執(zhí)行。
L1 級(jí)別:能夠輔助駕駛員完成某些駕駛?cè)蝿?wù),,例如許多車(chē)型裝配的自適應(yīng)巡航,,(ACC)功能,雷達(dá)實(shí)時(shí)控制車(chē)距和車(chē)輛加減速,,在國(guó)內(nèi)的很多車(chē)型上都有應(yīng)用,。
L2 級(jí)別:可自動(dòng)完成某些駕駛?cè)蝿?wù),并經(jīng)過(guò)處理分析,自動(dòng)調(diào)整車(chē)輛狀態(tài),,像特斯拉的車(chē)道保持功能就屬于此級(jí)別,,除了能控制加減速,同時(shí)還能對(duì)方向盤(pán)進(jìn)行控制,, 駕駛員需觀察周?chē)闆r提供車(chē)輛安全操作,。
L3 級(jí)別:該級(jí)別通過(guò)更有邏輯性的行車(chē)電腦控制車(chē)輛,駕駛員不需要手腳待命,, 車(chē)輛能夠在特定環(huán)境下獨(dú)立完成操作駕駛,,但駕駛員無(wú)法進(jìn)行睡眠或休息,在人工智能不能準(zhǔn)確判斷時(shí),,仍需人工操作,。寶馬 X7 自稱(chēng)已實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)層面的自動(dòng)駕駛了。
L4 級(jí)別:車(chē)輛自動(dòng)做出自主決策,,并且駕駛者無(wú)需任何操作,,一般需依靠可實(shí)時(shí)更新的道路信息數(shù)據(jù)支持,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)取還車(chē),、自動(dòng)編隊(duì)巡航,、自動(dòng)避障等出行的真實(shí)場(chǎng)景。
L5 級(jí)別:與 L4 級(jí)別最大的區(qū)別是完全不需要駕駛員配合任何操作,,實(shí)現(xiàn)全天候,、全地域的自動(dòng)駕駛,并能應(yīng)對(duì)環(huán)境氣候及地理位置的變化,,駕駛員可將注意力放在休 息或其它工作上,。
在 SAE 的分級(jí)體系中,L0 至 L2 為低等級(jí)的駕駛系統(tǒng),,而 L3 至 L5 為高級(jí)自動(dòng)駕駛系統(tǒng),。在 L2 到L3 的跨越中,最為重要的就是環(huán)境的監(jiān)控主體從駕駛員變?yōu)榱讼到y(tǒng),。只有當(dāng)系統(tǒng)能夠自動(dòng)地探查與分析附近區(qū)域的狀況時(shí),,高階的自動(dòng)駕駛才能成為可能。這里的環(huán)境監(jiān)控主體不僅需要持續(xù)不斷地獲取汽車(chē)周邊的環(huán)境信息,,更重要的是根據(jù)信息進(jìn)行駕駛環(huán)境安全狀況的判定,。因此僅僅擁有夜視(Night Vision)、交通標(biāo)志識(shí)別(Traffic Sign Recognition)等功能并不代表環(huán)境監(jiān)控主體為系統(tǒng),。因此,,僅僅升級(jí) L2 自動(dòng)駕駛的攝像頭與雷達(dá),已經(jīng)不能滿(mǎn)足系統(tǒng)接管汽車(chē)時(shí)對(duì)環(huán)境監(jiān)控的需求,, 直到高精地圖的出現(xiàn)才解決了這個(gè)問(wèn)題,?!案呔貓D+高精雷達(dá)+智能攝像頭”創(chuàng)新的三重感知方案,三者融合互補(bǔ),,實(shí)現(xiàn)超視覺(jué),、超傳感器邊界的全場(chǎng)景超強(qiáng)感知,很好地 解決了極端環(huán)境下的環(huán)境監(jiān)控問(wèn)題,。因此,,它不僅是目前最優(yōu)的解決方案之一,也是 未來(lái)的趨勢(shì),。
目前市場(chǎng)上沒(méi)有真正意義的上的 L3 級(jí)別的自動(dòng)駕駛汽車(chē),,除了技術(shù)上的不足,各地交通法對(duì) L3 及以上級(jí)別自動(dòng)駕駛汽車(chē)也存在諸多限制,。我國(guó)計(jì)劃在 2025 年實(shí)現(xiàn) L3 級(jí)別自動(dòng)駕駛水平的普及,,實(shí)現(xiàn) L4 級(jí)別自動(dòng)駕駛汽車(chē)的規(guī)模化應(yīng)用,,也就意味著我國(guó)最快在 2021 年年內(nèi)就能開(kāi)放 L3 級(jí)別自動(dòng)駕駛的路權(quán),,并且在 2025 年之前開(kāi)放 L4 級(jí)別自動(dòng)駕駛的路權(quán)。到 2030 年,,我們甚至能夠看到擁有 L5 級(jí)別自動(dòng)駕駛能力的新物種行駛在大馬路上,。
電池篇
六、鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈介紹
1. 氫和鋰是最適合做電池的化學(xué)元素
電池放電是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,,而充電則相反將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,。通過(guò)電子的在正負(fù)極的轉(zhuǎn)移實(shí)現(xiàn)充放電,。要想成為好的能量載體,,電池材料就要以盡可能小的體積和重量,存儲(chǔ)和搬運(yùn)更多的能量,。因此,,需要滿(mǎn)足下面幾個(gè)基本條件:(1)原子相對(duì)質(zhì)量要小,;(2)電子轉(zhuǎn)移比例要高,;(3)得失電子能力要強(qiáng);
電池材料的初步篩選,,只能在元素周期表的第一周期和第二周期里面去找材料:氫,、氦、鋰,、鈹,、硼、碳,、氮,、氧、氟、氖,。排除惰性氣體和氧化劑,,只剩下氫、鋰,、鈹,、硼、碳,,這 5 個(gè)元素,。氫元素是自然界最好的能量載體,接下來(lái)就是鋰了,,選擇鋰元素來(lái)做電池,,是基于地球當(dāng)前的所有元素中,我們能夠找到的相對(duì)優(yōu)解(鈹?shù)膬?chǔ) 量太少了,,是稀有金屬中的稀有金屬),。氫燃料電池與鋰離子電池的技術(shù)路線(xiàn)之爭(zhēng),在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域打的如火如荼,,大概就是因?yàn)檫@兩種元素,,是目前能夠找到的最好的能 量載體。
2. 鋰電池的分類(lèi)
鋰電池按照形態(tài)可以分為圓柱形鋰離子電池,、方形鋰離子電池,、軟包電池和紐扣式鋰離子電池。其中原型根據(jù)尺寸,,主要又分為 1865(直徑 18mm,長(zhǎng)度 65mm),、26650(直徑 26mm,長(zhǎng)度 65mm)、21700(直徑 21mm,長(zhǎng)度 70mm)等,。
按電解液不同可以分為液態(tài)鋰離子電池,、聚合物鋰離子電池、和全固態(tài)鋰離子電池,。其中液態(tài)鋰離子電池由有機(jī)溶劑和鋰鹽構(gòu)成,,是目前鋰離子電池的主流;聚合物鋰離子電池基體主要為 HFP-PVDF,、PEO,、PAN 和 PMMA 等;全固態(tài)鋰離子電池目前尚未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化,。按使用領(lǐng)域分為手機(jī)鋰離子電池,、數(shù)碼相機(jī)鋰離子電池、筆記本鋰離子電池,、和電動(dòng)汽車(chē)鋰離子電池,。
按正極材料可分為三元鋰離子電池,、磷酸鐵鋰離子電池、鈷酸鋰離子電池,、錳酸 鋰離子電池和鈦酸鋰離子電池等,。鈷酸鋰,作為鋰電池的鼻祖,,最先用在特斯拉Roadster 上,,但由于其循環(huán)壽命和安全性都較低,事實(shí)證明其并不適用作為動(dòng)力電池,。為了彌補(bǔ)這個(gè)缺點(diǎn),,特斯拉運(yùn)用了號(hào)稱(chēng)世界上最頂尖的電池管理系統(tǒng)來(lái)保證電池的穩(wěn) 定性。鈷酸鋰目前在 3C 領(lǐng)域的市場(chǎng)份額很大,。第二是錳酸鋰電池,,主要最先由電池企業(yè) AESC 提出,錳酸鋰代表車(chē)型是為日產(chǎn)聆風(fēng),,由于其價(jià)格低,,能量密度中等,安全性也一般,,具有所謂的較好綜合性能,。也是正因?yàn)檫@種不溫不火的特性,其逐步被新的 技術(shù)所替代,。接著是磷酸鐵鋰,,作為比亞迪的主打,其穩(wěn)定好,,壽命長(zhǎng),,且具有成本 優(yōu)勢(shì),特別適用于需要經(jīng)常充放電的插電式混合動(dòng)力汽車(chē),,但其缺點(diǎn)是能量密度一般,。最后是三元鋰電池,,能量密度可達(dá)最高,,但安全性相對(duì)較差。對(duì)于續(xù)航里程有要求的 純電動(dòng)汽車(chē),,其前景更廣,,是目前動(dòng)力電池主流方向。
3. 鋰離子電池的構(gòu)成,、原理及產(chǎn)業(yè)鏈
鋰離子電池主要由正極材料,、負(fù)極材料、隔膜和電解液構(gòu)成,。鋰離子電池的充放電過(guò)程,,就是鋰離子的嵌入和脫嵌過(guò)程,。在鋰離子的嵌入和脫嵌過(guò)程中,同時(shí)伴隨著與鋰離子等當(dāng)量電子的嵌入和脫嵌(習(xí)慣上正極用嵌入或脫嵌表示,,而負(fù)極用插入或脫插表示),。在充放電過(guò)程中,鋰離子在正,、負(fù)極之間往返嵌入/脫嵌和插入/脫插,,被形象地稱(chēng)為“搖椅電池”。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)過(guò)程,,就需要正負(fù)極的材料很“容易”參與化學(xué)反應(yīng),,要活潑,要容易氧化和還原,,從而實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換,,所以我們需要“活性物質(zhì)” 來(lái)做電池的正負(fù)極。鋰離子電池通常正極材料采用鋰合金金屬氧化物,,而負(fù)極材料通常采用石墨,。
電解質(zhì)讓鋰離子能夠自由的游來(lái)游去,所以呢,,離子電導(dǎo)率要高(游泳的阻力?。?電子電導(dǎo)率要?。ń^緣),,化學(xué)穩(wěn)定性要好,熱穩(wěn)定性要好,,電位窗口要寬,。基于這些 原則,,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的工程探索,,人們找到了由高純度的有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鋰鹽,、和必要 的添加劑等原料,,在一定條件下、按一定比例配制而成的電解質(zhì),。有機(jī)溶劑有 PC(碳酸丙烯酯),,EC(碳酸乙烯酯),DMC(碳酸二甲酯),,DEC(碳酸二乙酯),,EMC(碳酸甲乙酯) 等材料。電解質(zhì)鋰鹽有 LiPF6,,LiBF4 等材料,。
隔膜則是為了阻止正負(fù)極材料直接接觸而加進(jìn)來(lái)的,,我們希望把電池做的盡可能的小,存儲(chǔ)的能量盡可能的多,,于是正負(fù)極之間的距離越來(lái)越小,,短路成為一個(gè)巨大的風(fēng)險(xiǎn)。為了防止正負(fù)極材料短路,,造成能量的劇烈釋放,,就需要用一種材料將正負(fù)極“隔離”開(kāi)來(lái),這就是隔離膜的由來(lái),。
當(dāng)電池充電時(shí),,正極上鋰原子電離成鋰離子和電子(脫嵌),鋰離子經(jīng)過(guò)電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極,,得到電子,,被還原成鋰原子嵌入到碳層的微孔中(插入);當(dāng)電池放電時(shí),,嵌在負(fù)極碳層中的鋰原子,,失去電子(脫插)成為鋰離子,通過(guò)電解液,,又運(yùn)動(dòng)回正極(嵌入),;鋰電池的充放電過(guò)程,也就是鋰離子在正負(fù)極間不斷嵌入和脫嵌的過(guò)程,,同時(shí)伴隨著等當(dāng)量電子的嵌入和脫嵌,。鋰離子數(shù)量越多,充放電容量就越高,。
4. 動(dòng)力電池的成本構(gòu)成
根據(jù)高工鋰電測(cè)算每度電電池,,每度三元 NCM523 電池和磷酸鐵鋰電池的電芯成本合計(jì)分別為 425.95 元和 310.97 元;電池 Pack 每度三元 NCM523 電池和磷酸鐵鋰電池價(jià)格分別為 586.90 元和 474.93 元,;加上電池管理系統(tǒng)和熱管理組件,、人工、折舊和制造費(fèi)用,,每度三元NCM523 電池和磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)的價(jià)格分別為737.05 元和625.10 元,。
從構(gòu)成比例來(lái)看,NCM523 電池正負(fù)極材料占電池系統(tǒng)近一半成本,。而磷酸鐵鋰正極,、負(fù)極、隔膜,、電解液和其他電芯材料合計(jì)占盡電池系統(tǒng)近一半成本。
5. 動(dòng)力電池的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)
動(dòng)力電池有眾多性能評(píng)價(jià)指標(biāo),,其中功率密度和循環(huán)壽命是普通購(gòu)車(chē)用戶(hù)關(guān)注的性能指標(biāo),。其中,,能量密度絕對(duì)電動(dòng)車(chē)的行駛里程,循環(huán)壽命決定電動(dòng)車(chē)電池使用壽命,。